[发明专利]一种高性能磷青铜带及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高性能磷青铜带，它含有如下重量百分数的化学成分：Sn10.0～13.0%，Zn 0.1～0.65%，Ni 0.05～0.5%，Fe 0.1～0.5%，P 0.01～0.5%，RE 0.001‑0.02%，B 0.005～0.05%，其余为Cu。一种用于制备高性能磷青铜带的工艺方法，包括了如下步骤：a.按照质量百分比进行配料、投料、熔炼及铸造，b.预初轧，c.均匀化退火，d.铣面，e.粗轧，f.中间退火，g.酸洗，h.中轧，i.连续退火，j.精轧，k.酸洗，m.拉弯矫直，n.低温退火，o.分剪，p.包装入库。

技术领域

本发明涉及有色金属加工技术领域，特别是涉及一种在高端弹性元件和电子元器件领域广泛使用的高锡磷青铜带材及短流程制备方法。

背景技术

锡磷青铜具有高的弹性、耐磨性、抗磁性、良好的冷热加工性能、焊接和钎焊性，尤其在大气和淡水中具有良好的耐腐蚀性能，可用于制作弹簧接触片、耐磨零件和抗磁元件等零部件，广泛的应用与无线电、电子、汽车、通信工业等领域。

电子、通讯及汽车行业处于高速发展阶段，对锡磷青铜带材的需求量剧增，与此同时弹性元器件朝着微、薄、高弹、复杂折弯成型性、耐磨损、耐腐蚀及耐应力松弛方向发展，尤其是抗拉强度大于1000MPa；同时要求材料具有一定的导电性能和抗应力松弛性能。因此，铜基弹性材料的发展趋势为高强高弹低应力松弛特性的合金。而现有的磷青铜合金普遍存在导电率偏低，仅为12-16%IACS，强度约为600-800MPa，难以满足智能化汽车、家居等材料的使用需求，而当强度提高至1000MPa以上时，其塑韧性较差，无法满足冲压成型性能，从而影响弹性材料的功能作用。传统的磷青铜合金具有优良的弹性及良好的抗应力松弛特性，又占据着弹性材料的半壁江山，因此，如何在磷青铜合金的基础上进行合金成分改性处理，获得抗拉强度大于1000MPa，综合性能优异的高性能高锡磷青铜合金材料，满足弹性元器件材料的使用需求和实现其产业化生产，具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明旨在弥补现有磷青铜合金强度不足、折弯成型性能差等劣势，在传统磷青铜合金的基础上，添加少量的铁、镍、锌等微量元素，对显微组织结构进行改善，并优化磷青铜的制备工艺及方法，显著改善锡元素的偏析程度，提高合金的综合性能，以期得到一种高强高弹、折弯成型性能及抗应力松弛特性优异的复杂Cu-Sn-Fe-Ni-Zn-P合金。

为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种高性能磷青铜带，它含有如下重量百分数的化学成分：Sn10.0～13.0%，Zn 0.1～0.65%，Ni 0.05～0.5%，Fe 0.1～0.5%，P 0.01～0.5%，RE 0.001-0.02%，B 0.005～0.05%，其余为Cu。

作为本发明的改进，它含有如下重量百分数的化学成分，Sn10.5～11.5%，Zn 0.1～0.35%，Ni 0.1～0.2%，Fe 0.1～0.2%，P 0.01～0.05%，RE 0.005-0.01%，B 0.015～0.03%，其余为Cu。

所添加合金元素的作用：

镍：铜镍合金无限固溶，镍元素具有细化晶粒和固溶强化的双重效果，有利于提高合金的力学性能。同时提高磷青铜合金的高温软化点。

锡：由于锡原子与铜原子半径相差较大，在铜合金中添加锡元素，能引起较大的晶格畸变，有效的阻碍位错的运动，提高合金的强度和弹性性能。另外，锡元素的添加能显著提高合金的耐腐蚀性能。

磷：微量的磷元素不仅可以起到除氧作用，还可以与铜形成铜磷化合物，提高合金的抗软化温度和抗应力松弛性能，但由于磷元素会恶化合金的导电特性，因此需严格控制合金中磷元素的含量；

锌：高强弹性元器件为增加其使用寿命和焊接性能，往往需表面进行镀锡处理，而微量的锌元素添加，可显著提高合金的表面润湿角和亲和力，既而显著增加镀层的可靠性及稳定性。